科学网—全新免疫细胞通过自爆杀菌《细胞》
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2026-6-15 14:06
| 系统分类: 海外观察
全新 免疫细胞 通过自爆杀菌
科研人员在涡虫体内发现了一种全新免疫细胞，该细胞会通过快速自爆的方式杀灭周边细胞。这一古老的防御机制，有望为未来医疗疗法的研发提供新思路。
研究人员在探索涡虫超强再生能力的过程中，发现了一种此前从未被认知的免疫细胞，它拥有一种极具破坏性的独特防御方式。
试想：如果免疫细胞能够通过自我引爆，清除周边的威胁，会发生什么？
斯坦福大学的科学家就在一种看似不起眼的生物 ——涡虫身上，发现了这一奇特现象。涡虫拥有近乎神奇的断体再生能力，如今，这种简单生物又展现出一套与人类截然不同的免疫防御系统。这种新发现的细胞被命名为破裂细胞，它会在数秒内完成剧烈的自爆过程，摧毁周围细胞，随后彻底消失。
该研究成果发表于《细胞》期刊。这项发现也说明，人类对于动物界各类免疫系统的认知仍存在大量空白。现代生物医学研究大多聚焦于哺乳动物，然而许多极具价值的生物演化创新，或许就藏在数亿年前便与人类演化谱系分道扬镳的生物体内。
工程学院与医学院生物工程系副教授、论文通讯作者王博表示： “我们从未想到，细胞能像炸弹一样爆炸，并杀死周围的细胞。”
该实验室的博士后研究员蔡珠佳，最初在研究涡虫能否区分自身组织与异体组织时发现了这类特殊细胞。实验中，她将涡虫纵向切开，再与另一只涡虫的组织拼接在一起。涡虫本身具备强大的自体组织再生能力，但实验发现，这种 “拼接涡虫”会排斥异体组织，原理和人体器官移植后的排异反应十分相似。
不过，涡虫采用的免疫防御方式，和人类完全不同。
论文第一作者蔡珠佳说： “机体出现剧烈的炎症反应，就像火情突发、警报拉响，随后细胞便直接发生爆裂。”
由两种不同品系拼接而成的嵌合涡虫
激素触发极端免疫反应
过往研究表明，激活素这种激素在涡虫的生命活动中扮演重要角色：激活素含量偏高时，涡虫的再生能力会下降；含量偏低，则会影响其繁殖。
蔡珠佳观察到，涡虫发生异体组织排异时，体内激活素水平会急剧升高，继而引发持续性炎症。这类涡虫虽不会立刻死亡，但通常会在数日内离世。研究人员向健康的普通涡虫体内注射激活素后，它们体内也出现了类似的炎症反应。
为探究细胞层面的变化，蔡珠佳结合活细胞显微成像技术与流式细胞术（一种基于激光的细胞分析手段）开展实验。她利用荧光染料标记细胞并逐一分选，最终找到了一类对激活素产生应答的特殊细胞。
这类细胞会迅速破裂，释放物质杀死周边细胞，整个过程在五分钟内结束，随后细胞彻底消失。蔡珠佳与王博将这种全新的细胞作用过程命名为破裂作用。
该机制最特别的一点就是速度极快。
蔡珠佳解释道： “部分哺乳动物细胞和细菌也会发生类似爆裂性的细胞死亡，但整个过程耗时很久。它们虽也会破裂，但大多是细胞膜逐渐形成孔洞，物质在数小时内缓慢外泄。而破裂作用仅需数秒到数分钟就能完成。”
极具应用潜力的古老免疫机制
研究团队利用大肠杆菌、人体肾细胞以及小鼠血细胞开展测试，结果显示，破裂细胞均能有效消灭这三类靶细胞。
同时，该作用的影响范围高度局限：细胞死亡仅发生在爆炸点周边区域，不会引发连锁反应，也不会产生长期毒性。王博表示，这种精准作用的特性，让该机制有望用于研发对抗细菌感染、肿瘤的新型疗法。
破裂细胞也不同于人体熟知的 T细胞、中性粒细胞等免疫细胞。它并非由骨髓生成的造血细胞，而是一种腺细胞。
研究发现，破裂细胞的分泌结构高度发达，在激活素的刺激下，可快速释放毒性物质。细胞内质网大量释放钙离子，也进一步助推了这一过程。
蔡珠佳在其他生物体内搜寻同类细胞后发现，这类细胞仅存在于涡虫等基础两侧对称动物体内，证明它是一种起源十分古老的免疫结构。
她推测，脊椎动物在演化过程中逐渐丧失了这种免疫模式。因为破裂作用会造成组织损伤，而脊椎动物并不具备涡虫那样强大的再生能力，无法修复这类损伤。反观涡虫，体内拥有大量干细胞，能够快速完成组织修复。
王博说道： “这一发现证明，自然界存在多种多样的免疫机制。很多生物常年生存在遍布细菌、病毒的环境中，而我们对它们的免疫体系知之甚少。”
这项研究也印证了：即便是结构简单的生物，也可能演化出出人意料的生存策略。王博认为，研究这类非主流生物，能够帮助科学家开拓思路，为攻克各类医学难题寻找全新方向。
Reference: “Explosive cytotoxicity of ruptoblasts bridges hormone surveillance and immune defense” by Chew Chai, Eliya Sultan, Souradeep R. Sarkar, Lihan Zhong, Dania Nanes Sarfati, Orly Gershoni-Yahalom, Christine Jacobs-Wagner, Hawa Racine Thiam, Benyamin Rosental and Bo Wang, 2 June 2026, Cell.
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